Metodi di calibrazione e ricostruzione degli eventi nell ... - MEG

More documents

Recommendations

Info

32 L’apparato sperimentale La configurazione di ogni camera permette di misurare contemporaneamente la coordinata r utilizzando la differenza dei tempi di deriva verso i fili ed il tempo assoluto utilizzando la loro media, con una risoluzione sul tempo di deriva σ ≈ 5 ns. Considerando che la velocità di deriva nel gas è circa 4 cm/µs per un campo elettrico di 1.5 KV/cm, si può stimare una risoluzione sulla coordinata radiale σr ≈ 150 ÷ 200 µm. Una stima preliminare della coordinata z si può estrarre dal rapporto delle cariche che raggiungono le estremità dei fili, con una risoluzione σ ≈ 1 cm. Per ottenere una migliore risoluzione (necessaria per raggiungere la precisione richiesta nella misura dell’impulso del positrone) vengono utilizzati dei “Vernier pads” composti da sottili strati di alluminio depositati sui fogli catodici, che consentono di misurare z con una precisione di circa 300 µm [42]. Le risoluzioni attese per l’apparato di tracciatura sono state studiate attraverso una simulazione basata su GEANT 3.21. I risultati della simulazione sono stati analizzati per determinare le prestazioni di diversi metodi per la ricostruzione di tracce di positroni da 52.8 MeV, ottenendo una risoluzione ∆p/p = 0.9% in impulso e ∆θ = 12 mrad (entrambe FWHM) per l’angolo di emissione. Il vertice del decadimento del µ sul bersaglio può essere ricostruito con una risoluzione di 2.5 mm FHWM sulle coordinate trasverse al fascio. Le risoluzioni sperimentali (FWHM) del sistema di tracciatura sono state misurate durante il RUN2007; i risultati ottenuti sono, rispettivamente, 600 µm nella misura della coordinata z e 250 µm nella misura della coordinata rφ all’interno delle camere, ∆p/p = 1.95% nella misura dell’impulso del positrone a 52.8MeV e 15 mrad per l’angolo nell’istante di emissione, 2.5 mm sulla ricostruzione delle coordinate trasverse (rispetto all’asse del fascio) del vertice. La discrepanza tra i valori di risoluzione attesi e misurati è dovuta principalmente ad un problema di tipo meccanico riscontrato nel RUN2007: in una frazione rilevante di camere a deriva il particolare tipo di colla utilizzato per un contatto del cavo di alta tensione non garantiva l’isolamento necessario; per ovviare a questo inconveniente è stato necessario portare queste camere a tensioni più basse di quelle nominali, con conseguente deterioramento delle prestazioni nella ricostruzione dei singoli hit e perdita dell’efficienza di ricostruzione delle tracce. 2.2.2 Il “Timing Counter” La misura del tempo di volo dei positroni è effettuata dal “Timing Counter” (TC), mostrato in figura 2.12. Figura 2.12: Visione 3D (a sinistra) e illustrazione schematica (a destra) del Timing Counter.
2.2 Rivelazione del Positrone 33 Il rivelatore è costituito da due sezioni identiche a forma di settore cilindrico, disposte simmetricamente lungo l’asse z rispetto alla posizione del bersaglio. La geometria nominale dell’apparato è tale da garantire una distanza costante di 29.5 cm dall’asse del fascio ed un intervallo di copertura di 145 ◦ in φ e 28.99 cm ≤ |z| ≤ 108.61 cm. Ciascuna sezione presenta due strati: quello inferiore è composto da 15 barre di scintillatore plastico a sezione quadrata (l = 4 cm) lunghe 79.62 cm, allineate lungo l’asse z, quello superiore da 256 fibre scintillanti di sezione quadrata (l = 0.5 cm), disposte lungo φ. Ogni barra è letta agli estremi da due fotomoltiplicatori (in inglese “photomultiplier”, PMT), ottimizzati per poter operare in condizioni di elevato campo magnetico; come per il calorimetro l’orientazione dei PMT rispetto alla direzione di B è tale da minimizzare la dispersione del tempo di transito nella catena dinodica indotta dal campo (cfr. parte sinistra di figura 2.13). Le fibre sono lette da una matrice di fotodiodi a valanga (“avalanche photodiodes”, APD, scelti per la loro scarsa sensibilità al campo magnetico). Le dimensioni degli scintillatori sono state scelte in modo che il positrone rilasci in media ∼ 6 MeV di energia (picco della distribuzione di Landau), che garantisce un rapporto segnale/rumore tale da raggiungere le risoluzioni volute. Per proteggere i PMT dall’atmosfera di He presente all’interno dello spettrometro il TC è ricoperto da un involucro di materiale plastico contenente azoto. Figura 2.13: A sinistra: schema di una barra del TC con relativi PMT di lettura. A destra: risoluzione temporale del Timing Counter in funzione del punto di incidenza sulla barra, in configurazione di singola barra. Grazie al gradiente del campo magnetico i positroni emessi con | cos θ| < 0.35 incidono sul TC dopo aver completato circa 1.5 giri nel piano r − φ. Il punto di impatto viene ricostruito utilizzando sia il rapporto tra i segnali letti ai capi delle barre dai PMT sia (con precisione più elevata) l’informazione raccolta dalle fibre. L’incertezza nella ricostruzione della coordinata spaziale è di circa 1 cm in z e 3 cm in rφ e l’informazione sulla posizione ricostruita dallo strato esterno del TC viene utilizzata come segnale rapido per il trigger. Il tempo di arrivo viene misurato pesando i tempi di arrivo dei fotoelettroni sui PMT con la carica raccolta. Nella parte destra di figura 2.13 è mostrata la risoluzione temporale in funzione del punto di impatto del positrone sulla barra (in configurazione di singola barra), misurata in test dedicati [43]. È bene sottolineare che tali misure evidenziano un comportamento ragionevolmente uniforme, con un valore medio di 95 ps ed un’incertezza σ = 2 ps; la media delle misure risulta quindi migliore di quanto richiesto nella proposta.
Page 1: Università di Pisa Facoltà di Sci
Page 4 and 5: ii INDICE 4 Tecniche di simulazione
Page 6 and 7: iv Introduzione lavoro che si occup
Page 8 and 9: 2 Motivazioni teoriche e fenomenolo
Page 16 and 17: 10 Motivazioni teoriche e fenomenol
Page 28 and 29: 1.16. 22 Motivazioni teoriche e fen
Page 32 and 33: 26 L’apparato sperimentale siano
Page 34 and 35: 28 L’apparato sperimentale Figura
Page 36 and 37: 30 L’apparato sperimentale po uni
Page 40 and 41: 34 L’apparato sperimentale 2.3 Ri
Page 44 and 45: 38 L’apparato sperimentale richie
Page 46 and 47: 40 L’apparato sperimentale • pu
Page 50 and 51: 44 L’apparato sperimentale 2.5.3
Page 52 and 53: 46 Organizzazione del software dell
Page 60 and 61: 54 Tecniche di simulazione e ricost
Page 74 and 75: 68 Operazioni di calibrazione e mon
Page 88 and 89:
82 Operazioni di calibrazione e mon
Page 90 and 91:
Page 92 and 93:
Page 94 and 95:
Page 96 and 97:
Page 98 and 99:
Page 100 and 101:
Page 102 and 103:
Page 104 and 105:
Page 106 and 107:
100 Operazioni di calibrazione e mo
Page 108 and 109:
dove 102 Operazioni di calibrazione
Page 110 and 111:
Page 112 and 113:
Page 114 and 115:
Page 116 and 117:
110 Analisi preliminare dei dati ac
Page 118 and 119:
Page 120 and 121:
Page 122 and 123:
Page 124 and 125:
Page 126 and 127:
Page 128 and 129:
Page 130 and 131:
Page 132 and 133:
Page 134 and 135:
Page 136 and 137:
Page 138 and 139:
Page 140 and 141:
Page 142 and 143:
Page 144 and 145:
138 Conclusioni “Goal” Prospett
Page 146 and 147:
140 BIBLIOGRAFIA [17] S.P. Mikeyev
Page 148 and 149:
142 BIBLIOGRAFIA [55] MySQL: “ My
Page 150:
“Salute” proferiti tra l’ilar
show all

Metodi di calibrazione e ricostruzione degli eventi nell ... - MEG

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?